3.2 基因工程的基本操作程序 教學(xué)設(shè)計 2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

3.2基因工程的基本操作程序教學(xué)設(shè)計2023—2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容來自于人教版選擇性必修3第3章第2節(jié)“基因工程的基本操作程序”。這部分內(nèi)容主要介紹了基因工程的操作步驟，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定等。這些操作步驟對于學(xué)生理解基因工程的基本原理和應(yīng)用具有重要意義。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物學(xué)基礎(chǔ)知識，包括細胞結(jié)構(gòu)、遺傳信息的傳遞等，這些知識為理解基因工程的基本操作程序奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了基因的概念和基因表達的調(diào)控，這些知識有助于理解基因工程中目的基因的獲取和表達載體的構(gòu)建。

3.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了微生物學(xué)和細胞培養(yǎng)的基本技術(shù)，這些技術(shù)為基因工程中的受體細胞培養(yǎng)和目的基因的導(dǎo)入提供了基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序，培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)思維分析和解決問題的能力，如邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維。

2.科學(xué)探究：培養(yǎng)學(xué)生運用實驗技能和科學(xué)方法進行基因工程操作的能力，如目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建等。

3.社會責(zé)任：通過學(xué)習(xí)基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等方面的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會熱點問題，運用所學(xué)知識參與社會決策的能力。

4.信息處理：培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源、文獻等獲取和處理信息的能力，為基因工程的學(xué)習(xí)和研究提供支持。

5.團隊合作：通過小組討論、實驗操作等形式，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和能力。

6.生命觀念：通過學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序，培養(yǎng)學(xué)生對生命科學(xué)的基本認識，如生命的多樣性、生命的本質(zhì)等。

7.科學(xué)態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，尊重生命，關(guān)注人類福祉，樹立正確的價值觀。學(xué)情分析1.學(xué)生層次：本節(jié)課面向的是高二下學(xué)期的學(xué)生，他們已經(jīng)具備了一定的生物學(xué)基礎(chǔ)知識，如細胞結(jié)構(gòu)、遺傳信息的傳遞等。然而，學(xué)生在基因工程方面的知識可能較為薄弱，需要教師進行引導(dǎo)和講解。

2.知識、能力、素質(zhì)方面：學(xué)生在生物學(xué)基礎(chǔ)知識方面有一定的積累，但在基因工程方面的知識和技能還需要進一步培養(yǎng)。學(xué)生的邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維能力有待提高，尤其是在解決實際問題中的應(yīng)用能力。此外，學(xué)生的團隊合作意識和社會責(zé)任感也需要加強。

3.行為習(xí)慣：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能存在一定的依賴心理，需要教師鼓勵自主學(xué)習(xí)和探究。同時，學(xué)生在實驗操作和信息處理方面可能存在一定的困難，需要教師提供指導(dǎo)和幫助。

4.對課程學(xué)習(xí)的影響：學(xué)生在學(xué)習(xí)基因工程時可能會感到抽象和難以理解，因此需要教師采用生動形象的例子和實際案例來幫助他們理解和掌握。此外，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和價值觀也會影響他們對基因工程的認識和應(yīng)用，因此教師需要引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科學(xué)態(tài)度和價值觀。

5.學(xué)生需求：學(xué)生對基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域如農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等可能感興趣，因此教師可以結(jié)合這些領(lǐng)域進行教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，學(xué)生需要更多的實踐機會來提高他們的實驗技能和科學(xué)方法的應(yīng)用能力。

6.學(xué)生困難：學(xué)生在學(xué)習(xí)基因工程時可能會遇到一些難點，如目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建等。教師需要對這些難點進行詳細的講解和示范，幫助學(xué)生克服困難。

7.學(xué)生期望：學(xué)生期望通過學(xué)習(xí)基因工程的基本操作程序，能夠了解基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域和實際意義，提高自己的科學(xué)素養(yǎng)和應(yīng)用能力。教師需要滿足學(xué)生的期望，為他們提供豐富的學(xué)習(xí)資源和實踐機會。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、白板、電腦、顯微鏡、實驗器材等。

2.課程平臺：人教版選擇性必修3教材、教學(xué)PPT、教學(xué)視頻等。

3.信息化資源：網(wǎng)絡(luò)資源、生物學(xué)相關(guān)期刊論文、在線課程等。

4.教學(xué)手段：講授、演示、小組討論、實驗操作、問題解決等。

5.輔助工具：實驗手冊、參考書籍、學(xué)習(xí)卡片等。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生對基因工程的興趣和好奇心。

過程：通過展示基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的實際應(yīng)用案例，讓學(xué)生了解基因工程的重要性和實際意義。

2.基因工程的基本概念（10分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生理解基因工程的基本概念和原理。

過程：通過講解基因工程的基本概念和原理，結(jié)合生動形象的例子，幫助學(xué)生理解基因工程的核心內(nèi)容。

3.基因工程的基本操作程序（20分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生掌握基因工程的基本操作程序。

過程：通過講解基因工程的基本操作程序，結(jié)合實驗演示，幫助學(xué)生掌握基因工程的操作步驟。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識分析和解決問題的能力。

過程：將學(xué)生分成小組，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，討論基因工程在實際應(yīng)用中可能遇到的問題和解決方案。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標(biāo)：提高學(xué)生的表達能力和批判性思維能力。

過程：邀請學(xué)生進行課堂展示，展示他們對基因工程的理解和應(yīng)用，教師進行點評和指導(dǎo)。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識。

過程：教師對課堂內(nèi)容進行總結(jié)，強調(diào)基因工程的基本概念和操作步驟，回答學(xué)生提出的問題。拓展與延伸1.基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用：提供關(guān)于基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)、抗病抗蟲作物的培育等。

2.基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用：提供關(guān)于基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如基因治療、生物制藥等。

3.基因工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用：提供關(guān)于基因工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如生物降解、生物監(jiān)測等。

4.基因工程倫理與社會問題：提供關(guān)于基因工程倫理和社會問題的案例，如轉(zhuǎn)基因食品安全、基因隱私等。

5.基因工程與生物技術(shù)發(fā)展趨勢：提供關(guān)于基因工程和生物技術(shù)發(fā)展趨勢的信息，如基因編輯技術(shù)、合成生物學(xué)等。

6.基因工程相關(guān)學(xué)科知識：提供關(guān)于基因工程相關(guān)學(xué)科知識的信息，如分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)等。

7.基因工程實驗技術(shù)：提供關(guān)于基因工程實驗技術(shù)的信息，如基因克隆、基因表達等。

8.基因工程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)：提供關(guān)于基因工程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的信息，如基因檢測公司、生物技術(shù)創(chuàng)業(yè)等。

9.基因工程教育與培訓(xùn)：提供關(guān)于基因工程教育與培訓(xùn)的信息，如基因工程課程、生物技術(shù)培訓(xùn)班等。

10.基因工程與國際合作：提供關(guān)于基因工程與國際合作的信息，如國際基因工程會議、國際合作項目等。教學(xué)反思與改進在本節(jié)課的教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解基因工程的基本操作程序方面存在一定的困難。此外，學(xué)生在實驗操作和信息處理方面也表現(xiàn)出一定的不足。同時，學(xué)生在課堂討論和小組合作中的參與度不高，影響了教學(xué)效果。

2.改進措施：

為了改進教學(xué)效果，我計劃在未來的教學(xué)中采取以下措施：

首先，針對學(xué)生對基因工程基本操作程序的理解困難，我將設(shè)計更多的實際案例和實驗操作，幫助學(xué)生更好地理解和掌握基因工程的操作步驟。

其次，為了提高學(xué)生的實驗操作和信息處理能力，我將提供更多的實驗指導(dǎo)和信息處理資源，幫助學(xué)生提高實驗操作的準確性和信息處理的效率。

再次，為了提高學(xué)生的課堂參與度和合作意識，我將設(shè)計更多的課堂討論和小組合作活動，鼓勵學(xué)生積極參與課堂討論和小組合作，提高學(xué)生的課堂參與度和合作意識。

最后，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，我將結(jié)合基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等，提供更多的實際案例和應(yīng)用實例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。內(nèi)容邏輯關(guān)系重點知識點：基因工程、基因、基因表達、基因轉(zhuǎn)移、基因編輯等。

板書設(shè)計：

-基因工程：通過基因轉(zhuǎn)移和基因編輯技術(shù)，改變生物體的遺傳特征。

-基因：控制生物體特有性狀的遺傳信息單位。

-基因表達：基因在生物體內(nèi)的表達和翻譯過程。

-基因轉(zhuǎn)移：將外源基因?qū)胧荏w細胞的過程。

-基因編輯：通過分子生物學(xué)技術(shù)對基因進行定點修改的過程。

2.基因工程的基本操作程序

重點知識點：目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定等。

板書設(shè)計：

-目的基因的獲?。和ㄟ^分子生物學(xué)技術(shù)從生物體中提取目的基因。

-基因表達載體的構(gòu)建：將目的基因插入載體DNA中，構(gòu)建成可以表達目的基因的載體。

-目的基因?qū)胧荏w細胞：通過轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染等方法，將基因表達載體導(dǎo)入受體細胞。

-目的基因的檢測與鑒定：通過分子生物學(xué)技術(shù)檢測和鑒定目的基因在受體細胞中的表達和功能。

3.基因工程的應(yīng)用領(lǐng)域

重點知識點：農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等。

板書設(shè)計：

-農(nóng)業(yè)：轉(zhuǎn)基因作物、抗病抗蟲作物、動物繁殖等。

-醫(yī)藥：基因治療、生物制藥、疫苗研發(fā)等。

-環(huán)保：生物降解、生物監(jiān)測、環(huán)境修復(fù)等。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.完成教材第3章第2節(jié)的習(xí)題，加深對基因工程基本操作程序的理解。

2.收集和整理基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的實際應(yīng)用案例，了解基因工程的應(yīng)用價值。

3.設(shè)計一個簡單的基因工程實驗方案，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞等步驟。

4.撰寫一篇關(guān)于基因工程倫理和社會問題的短文，闡述自己的觀點和看法。

作業(yè)反饋：

1.針對教材習(xí)題的完成情況，指出學(xué)生在理解和掌握基因工程基本操作程序方面存在的問題，并提供相應(yīng)的改進建議。

2.對學(xué)生收集和整理的基因工程應(yīng)用案例進行評價，指出其中的亮點和不足，鼓勵學(xué)生繼續(xù)深入研究和探討。

3.對學(xué)生設(shè)計的基因工程實驗方案進行評價，指出方案的可行性和存在的問題，指導(dǎo)學(xué)生進行修改和完善。

4.對學(xué)生撰寫的關(guān)于基因工程倫理和社會問題的短文進行評價，指出其中的觀點和論述的準確性，鼓勵學(xué)生繼續(xù)思考和探討。典型例題講解例題1：請簡述基因工程的基本操作程序。

答案：基因工程的基本操作程序包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定等步驟。

例題2：請解釋什么是基因表達。

答案：基因表達是指基因在生物體內(nèi)的表達和翻譯過程，包括基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個階段。

例題3：請描述如何獲取目的基因。

答案：獲取目的基因的方法包括從生物體中提取DNA，通過PCR擴增特定基因片段，或者通過基因克隆技術(shù)從基因文庫中篩選目的基因等。

例題4：請解釋基因表達載體的構(gòu)建過程。

答案：基因表達載體的構(gòu)建過程包括將目的基因插入載體DNA中，構(gòu)建成可以表達目的基因的載體。載體DNA通常包括啟動子、終止子和選擇性標(biāo)記等元件。

例題5：請描述目的基因?qū)胧荏w細胞的方法。

答案：目的基因?qū)胧荏w細胞的方法包括轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染等方法。轉(zhuǎn)化是指將目的基因通過細菌等微生物的攝取作用導(dǎo)入受體細胞；轉(zhuǎn)染是指通過脂質(zhì)體、病毒等介質(zhì)將目